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golang 微服务之gRPC与Protobuf的使用

时间:2021-03-02 11:47:45|栏目:Golang|点击:

RPC是什么?

所谓RPC(remote procedure call 远程过程调用)框架实际是提供了一套机制,使得应用程序之间可以进行通信,而且也遵从server/client模型。使用的时候客户端调用server端提供的接口就像是调用本地的函数一样。

gRPC是什么?

与许多RPC系统一样,gRPC基于定义服务的思想,指定可以使用其参数和返回类型远程调用的方法。默认情况下,gRPC使用协议缓冲区作为接口定义语言(IDL)来描述服务接口和有效负载消息的结构。

gRPC有什么好处以及在什么场景下需要用gRPC

既然是server/client模型,那么我们直接用restful api不是也可以满足吗,为什么还需要RPC呢?下面我们就来看看RPC到底有哪些优势

gRPC vs. Restful API

gRPC和restful API都提供了一套通信机制,用于server/client模型通信,而且它们都使用http作为底层的传输协议(严格地说, gRPC使用的http2.0,而restful api则不一定)。不过gRPC还是有些特有的优势,如下:

  • gRPC可以通过protobuf来定义接口,从而可以有更加严格的接口约束条件。关于protobuf可以参见笔者之前的小文Google Protobuf简明教程
  • 另外,通过protobuf可以将数据序列化为二进制编码,这会大幅减少需要传输的数据量,从而大幅提高性能。
  • gRPC可以方便地支持流式通信(理论上通过http2.0就可以使用streaming模式, 但是通常web服务的restful api似乎很少这么用,通常的流式数据应用如视频流,一般都会使用专门的协议如HLS,RTMP等,这些就不是我们通常web服务了,而是有专门的服务器应用。)

使用场景

  • 需要对接口进行严格约束的情况,比如我们提供了一个公共的服务,很多人,甚至公司外部的人也可以访问这个服务,这时对于接口我们希望有更加严格的约束,我们不希望客户端给我们传递任意的数据,尤其是考虑到安全性的因素,我们通常需要对接口进行更加严格的约束。这时gRPC就可以通过protobuf来提供严格的接口约束。
  • 对于性能有更高的要求时。有时我们的服务需要传递大量的数据,而又希望不影响我们的性能,这个时候也可以考虑gRPC服务,因为通过protobuf我们可以将数据压缩编码转化为二进制格式,通常传递的数据量要小得多,而且通过http2我们可以实现异步的请求,从而大大提高了通信效率。

但是,通常我们不会去单独使用gRPC,而是将gRPC作为一个部件进行使用,这是因为在生产环境,我们面对大并发的情况下,需要使用分布式系统来去处理,而gRPC并没有提供分布式系统相关的一些必要组件。而且,真正的线上服务还需要提供包括负载均衡,限流熔断,监控报警,服务注册和发现等等必要的组件。不过,这就不属于本篇文章讨论的主题了,我们还是先继续看下如何使用gRPC。

gRPC的使用通常包括如下几个步骤

  • 通过protobuf来定义接口和数据类型
  • 编写gRPC server端代码
  • 编写gRPC client端代码

protobuf的安装

mac:brew install protobuf

windows:protoc 下载:官方地址,然后将 bin 路径添加到 path 环境变量下去

linux:

安装需要的依赖包:

[root@localhost ~]# yum -y install autoconf automake libtool curl make g++ unzip 
[root@localhost ~]# unzip protobuf-master.zip 
[root@localhost ~]# cd protobuf-master 

生成configure文件的脚本文件,如果不执行这步,以下操作将通不过

[root@localhost protobuf-master]# ./autogen.sh 
[root@localhost protobuf-master]# ./configure 

可以修改安装目录通过 ./configure --prefix=命令,统一安装在/usr/local/protobuf下

[root@localhost protobuf-master]# ./configure --prefix=/usr/local/protobuf 
[root@localhost protobuf-master]# make
[root@localhost protobuf-master]# make check
[root@localhost protobuf-master]# make install 
[root@localhost protobuf-master]# ldconfig # refresh shared library cache. 

安装成功

[root@localhost protobuf-master]# protoc -I=./ --cpp_out=./ test.proto

安装grpc包

go get -u github.com/golang/protobuf/{proto,protoc-gen-go}
go get -u google.golang.org/grpc
protoc --go_out=plugins=grpc:. *.proto

定义接口和数据类型

syntax = "proto3";

package rpc_package;

// define a service
service HelloWorldService {
 // define the interface and data type
 rpc SayHello (HelloRequest) returns (HelloReply) {}
}

// define the data type of request
message HelloRequest {
 string name = 1;
}

// define the data type of response
message HelloReply {
 string message = 1;
}

使用protobuf生成工具生成对应语言的库函数

protoc --go_out=plugins=grpc:. helloworld.proto

server.go

// server.go
 
import (
 "log"
 "net"
 
 "golang.org/x/net/context"
 "google.golang.org/grpc"
 pb "helloworld/helloworld"
)
 
const (
 port = ":50051"
)
 
type server struct {}
 
func (s *server) SayHello(ctx context.Context, in *pb.HelloRequest) (*pb.HelloReply, error) {
 return &pb.HelloReply{Message: "Hello " + in.Name}, nil
}
 
func main() {
 lis, err := net.Listen("tcp", port)
 if err != nil {
  log.Fatal("failed to listen: %v", err)
 }
 s := grpc.NewServer()
 pb.RegisterGreeterServer(s, &server{})
 s.Serve(lis)
}

client.go

package main
 
//client.go
 
import (
 "log"
 "os"
 
 "golang.org/x/net/context"
 "google.golang.org/grpc"
 pb "helloworld/helloworld"
)
 
const (
 address  = "localhost:50051"
 defaultName = "world"
)
 
func main() {
 conn, err := grpc.Dial(address, grpc.WithInsecure())
 if err != nil {
  log.Fatal("did not connect: %v", err)
 }
 defer conn.Close()
 c := pb.NewGreeterClient(conn)
 
 name := defaultName
 if len(os.Args) >1 {
  name = os.Args[1]
 }
 r, err := c.SayHello(context.Background(), &pb.HelloRequest{Name: name})
 if err != nil {
  log.Fatal("could not greet: %v", err)
 }
 log.Printf("Greeting: %s", r.Message)
}

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本文标题:golang 微服务之gRPC与Protobuf的使用

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